特許 5669764 改善された形状を有する融解ジルコニアアルミナ砥粒を含む研磨物品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5669764

(24)【登録日】2014年12月26日

(45)【発行日】2015年2月18日

(54)【発明の名称】改善された形状を有する融解ジルコニアアルミナ砥粒を含む研磨物品

(51)【国際特許分類】

   B24D 3/00 20060101AFI20150129BHJP

   B24D 3/28 20060101ALI20150129BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20150129BHJP

【ＦＩ】

   B24D3/00 320Z

   B24D3/00 320A

   B24D3/28

   C09K3/14 550D

   C09K3/14 550J

【請求項の数】15

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2011-554204(P2011-554204)

(86)(22)【出願日】2010年3月11日

(65)【公表番号】特表2012-520183(P2012-520183A)

(43)【公表日】2012年9月6日

(86)【国際出願番号】US2010027009

(87)【国際公開番号】WO2010105072

(87)【国際公開日】20100916

【審査請求日】2011年11月1日

(31)【優先権主張番号】61/159,220

(32)【優先日】2009年3月11日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】391010770

【氏名又は名称】サンーゴバン アブレイシブズ，インコーポレイティド

(73)【特許権者】

【識別番号】507169495

【氏名又は名称】サン−ゴバン アブラジフ

(74)【代理人】

【識別番号】100088616

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 一平

(74)【代理人】

【識別番号】100154379

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100154829

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 成

(72)【発明者】

【氏名】アンソニー・シー・ガエタ

【審査官】 齊藤 彬

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２５４１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２２３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５０３４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２５５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５２１５７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｄ ３／００

Ｂ２４Ｄ ３／２８

Ｃ０９Ｋ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

裏地；
バインダーで前記裏地に取り付けられた、３５重量％〜４５．５重量％のＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２、４３．７重量％〜６５重量％のＡｌ_２Ｏ_３、０．８重量％未満のＳｉＯ_２および１０重量％未満のその他の酸化物を含む融解アルミナ−ジルコニア砥粒を含む被覆研磨物品であって、
前記融解アルミナ−ジルコニア砥粒が、以下の条件：
（１）前記砥粒の少なくとも９２重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、前記砥粒の多くとも１８重量％が８５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして前記緩充填密度が１．９４〜２．１７ｇ／ｃｍ^３である；
（２）前記砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも５００の団塊を含有する、前記砥粒の５％以下が包有物を含有し、前記砥粒の少なくとも９２重量％が４２５μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、前記砥粒の多くとも１８重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして前記緩充填密度が１．８５〜２．０５ｇ／ｃｍ^３である
の少なくとも１つに適合する被覆研磨物品。

【請求項2】

コーティングを裏地に適用する工程と；
３５重量％〜４５．５重量％のＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２、４３．７重量％〜６５重量％のＡｌ_２Ｏ_３、０．８重量％未満のＳｉＯ_２および１０重量％未満のその他の酸化物を含む、融解アルミナ−ジルコニア砥粒を前記接着剤コーティングに適用する工程とを含む、被覆研磨物品の形成方法であって、
前記融解アルミナ−ジルコニア砥粒が以下の条件：
（１）前記砥粒の少なくとも９２重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、前記砥粒の多くとも１８重量％が８５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして前記緩充填密度が１．９４〜２．１７ｇ／ｃｍ^３である；
（２）前記砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり５００の団塊を含有する、前記砥粒の５％以下が包有物を含有し、前記砥粒の少なくとも９２重量％が４２５μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、前記砥粒の多くとも１８重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして前記緩充填密度が１．８５〜２．０５ｇ／ｃｍ^３である
の少なくとも１つに適合する方法。

【請求項3】

３５重量％〜４５．５重量％のＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２、４３．７重量％〜６５重量％のＡｌ_２Ｏ_３、０．８重量％未満のＳｉＯ_２および１０重量％未満のその他の酸化物を含む、融解アルミナ−ジルコニア砥粒をポリマーと組み合わせてスラリーを形成する工程と；
裏地を前記スラリーでコーティングする工程と；
前記ポリマーを硬化させる工程と
を含む、被覆研磨物品の形成方法であって、
前記融解アルミナ−ジルコニア砥粒が以下の条件：
（１）前記砥粒の少なくとも９２重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、前記砥粒の多くとも１８重量％が８５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして前記緩充填密度が１．９４〜２．１７ｇ／ｃｍ^３である；
（２）前記砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり５００の団塊を含有する、前記砥粒の５％以下が包有物を含有し、前記砥粒の少なくとも９２重量％が４２５μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、前記砥粒の多くとも１８重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして前記緩充填密度が１．８５〜２．０５ｇ／ｃｍ^３である
の少なくとも１つに適合する方法。

【請求項4】

少なくとも１０５の２．３ＭＲＲ摩耗等級または少なくとも１１０の５．９ＭＲＲ摩耗等級を有する請求項１に記載の被覆研磨物品。

【請求項5】

前記その他の酸化物としては、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、希土類酸化物、またはそれらのあらゆる組み合わせが挙げられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の被覆研磨物品または方法。

【請求項6】

前記融解アルミナ−ジルコニア研磨グレインが、３８．０重量％〜４５．５重量％のＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２、４３．７重量％〜６２．０重量％のＡｌ_２Ｏ_３、０．８重量％未満のＳｉＯ_２、および１０．０重量％未満のその他の酸化物を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の被覆研磨物品または方法。

【請求項7】

前記融解アルミナ−ジルコニア砥粒の２０％〜４５％が一次ジルコニアを含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の被覆研磨物品または方法。

【請求項8】

前記融解アルミナ−ジルコニア砥粒の０％〜２０％が一次コランダムを含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の被覆研磨物品または方法。

【請求項9】

前記砥粒の５％以下が包有物を含有し、前記砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも５００の団塊を含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の被覆研磨物品または方法。

【請求項10】

前記砥粒の２％以下が包有物を含有する、請求項９に記載の被覆研磨物品または方法。

【請求項11】

前記砥粒の少なくとも９０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも５００の団塊を含有する、請項９に記載の被覆研磨物品または方法。

【請求項12】

前記砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも６００の団塊を含有する、請求項９に記載の被覆研磨物品または方法。

【請求項13】

前記砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり多くとも３５００の団塊を含有する、請求項９に記載の被覆研磨物品または方法。

【請求項14】

前記融解アルミナ−ジルコニア砥粒が、以下の条件：
（１）前記砥粒の少なくとも９２重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、前記砥粒の多くとも１８重量％が８５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして前記緩充填密度が１．９８〜２．１０ｇ／ｃｍ^３である；
（２）前記砥粒の少なくとも９２重量％が４２５μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、前記砥粒の多くとも１８重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして前記緩充填密度が１．８９〜２．００ｇ／ｃｍ^３である
の少なくとも１つに適合する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の被覆研磨物品または方法。

【請求項15】

前記融解アルミナ−ジルコニア砥粒が、以下の条件：
（１）前記砥粒の少なくとも９２重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、前記砥粒の多くとも１８重量％が８５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして前記緩充填密度が２．０５未満である；
（２）前記砥粒の少なくとも９２重量％が４２５μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、前記砥粒の多くとも１８重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして前記緩充填密度が１．９１未満である
の少なくとも１つに適合する、請求項１４に記載の被覆研磨物品または方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は一般に研磨物品に関する、より具体的には改善された形状を有する融解ジルコニアアルミナ砥粒を含む研磨物品に関する。

【背景技術】

【0002】

研磨製品は一般に、研磨微粒子材料を含有するかまたはそれから形成される。このような研磨微粒子材料は、スラリーの形態におけるなどの、自由な研磨剤としてか、または典型的には被覆研磨物品か接合研磨物品かのどちらかの、固定研磨剤として使用することができる。被覆研磨物品などの、研磨物品は、ラッピング、研削、または研磨によってなど、ワークピースを機械加工するために様々な業界において使用されている。研磨物品を利用する機械加工は、光学工業、自動車ペイント修復工業から金属二次加工工業までの幅広い工業領域に及んでいる。手動によるかまたは軌道研磨機（ランダムおよび固定軸の両方の）、ならびにベルト式および振動式研磨機などの一般に利用可能な道具を使用してなどの、機械加工はまた、家庭用途において消費者によっても一般に行われる。これらの例のそれぞれにおいて、製造施設は、バルク材料を除去するまたは製品の表面特性に影響を及ぼすために研磨剤を使用する。様々なタイプの自動化加工システムが、様々な組成および構造の物品を研磨加工するために開発されてきた。たとえば、自動研磨剤供給機から供給される、被覆研磨ストリップ、ロールまたはテープが、自動車およびパワートレイン部品などの、部品（たとえば、クランクシャフト、カムシャフト、トランスミッションシャフト、ステアリングシャフト、ステアリングロッド）を加工するために用いられている。

【0003】

研磨物品が利用されるとき、研磨特性は、鋭いエッジが鈍くなるにつれて摩耗により低下する。研磨粒子の、微小破壊によるなどの、コントロールされた破損は、研磨表面を絶えず新しくし、研磨物品の寿命を延ばすことができる。しかし、研磨粒子の損失は最終的には、もはや有用ではない、そして交換されなければならない擦り切れた研磨物品をもたらす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

化学合成ルートによるかまたはバルク材料加工ルート（たとえば、融解および粉砕）によるなどの、研磨粒子形成は、かなりよく開発された、成熟した技術分野と考えられる。しかし、この業界は、高められた機械加工性能および増加した寿命を提供することができるさらにもっと改善された微粒子材料を要求し続けている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

ある実施形態においては、被覆研磨物品は、裏地と、バインダーでこの裏地に取り付けられた融解アルミナ−ジルコニア砥粒とを含むことができる。この融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、３５重量％〜４５．５重量％のＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２、４３．７重量％〜６５重量％のＡｌ_２Ｏ_３、０．８重量％未満のＳｉＯ_２および１０重量％未満のその他の酸化物を含むことができる。ある特定の実施形態においては、この被覆研磨物品は、少なくとも１０５の２．３材料除去率（ＭＲＲ）摩耗等級を有することができる。別の特定の実施形態においては、被覆研磨物品は、少なくとも１１０の５．９ＭＲＲ摩耗等級を有することができる。さらに別の特定の実施形態においては、融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、以下の条件：
砥粒の少なくとも９７重量％が１４００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも２０重量％が２３６０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして緩充填密度が２．１８〜２．４３である；
砥粒の少なくとも約９６重量％が１０００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも３重量％が１７００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして緩充填密度が２．０４〜２．２６である；
砥粒の少なくとも９２重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも１８重量％が８５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして緩充填密度が１．９４〜２．１７である；
砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも約５００の団塊を含有する、砥粒の５％以下が包有物を含有し、砥粒の少なくとも９２重量％が４２５μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも１８重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして緩充填密度が１．８５〜２．０５である；
砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも約５００の団塊を含有する、砥粒の５％以下が包有物を含有し、砥粒の少なくとも９６重量％が３００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも７重量％が５００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして緩充填密度が１．８３〜２．００である；
砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも５００の団塊を含有する、砥粒の５％以下が包有物を含有し、砥粒の少なくとも９６重量％が２５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも３重量％が４２５μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして緩充填密度が少なくとも１．８６以上、１．９３以下である；
砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも５００の団塊を含有する、砥粒の５％以下が包有物を含有し、砥粒の少なくとも９６重量％が１５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも３重量％が２５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、そして緩充填密度が１．７９〜１．９３である
の少なくとも１つに適合することができる。

【0006】

別の実施形態においては、被覆研磨物品の形成方法は、コーティングを裏地に適用する工程と、融解アルミナ−ジルコニア砥粒をこの研磨コーティングに適用する工程とを含むことができる。この融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、約３５重量％〜約４５．５重量％のＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２、約４３．７重量％〜約６５重量％のＡｌ_２Ｏ_３、約０．８重量％未満のＳｉＯ_２および約１０重量％未満のその他の酸化物を含むことができる。融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、上にリストされた条件（１）〜（７）の１つに適合することができる。

【0007】

本開示は、添付の図面を参照することによってより良く理解することができるし、その多数の特徴および利点を当業者に明らかにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】グリットＰ１６、Ｐ２４、Ｐ３６、Ｐ４０、Ｐ５０、およびＰ８０の粒度分析特性を提供する。

【図2】グリットＦ１０の粒度分析特性を提供する。

【図3】実施例の化学組成および緩充填密度を提供する。

【図4】それぞれ、団塊、包有物、一次コランダム樹枝状結晶、および一次ジルコニウム樹枝状結晶を示すｍＮＺＰ砥粒の表面の写真を表す。

【図5】それぞれ、団塊、包有物、一次コランダム樹枝状結晶、および一次ジルコニウム樹枝状結晶を示すｍＮＺＰ砥粒の表面の写真を表す。

【図6】それぞれ、団塊、包有物、一次コランダム樹枝状結晶、および一次ジルコニウム樹枝状結晶を示すｍＮＺＰ砥粒の表面の写真を表す。

【図7】それぞれ、団塊、包有物、一次コランダム樹枝状結晶、および一次ジルコニウム樹枝状結晶を示すｍＮＺＰ砥粒の表面の写真を表す。

【0009】

異なる図面における同じ参照記号の使用は、類似のまたは同一のアイテムを示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

ある実施形態においては、融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、約３５重量％〜約４５．５重量％のＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２、約４３．７重量％〜約６５重量％のＡｌ_２Ｏ_３、約０．８重量％未満のＳｉＯ_２、および約１０重量％未満のその他の酸化物を含むことができる。融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、以下の条件：
砥粒の少なくとも約９７％が１４００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも約２０重量％が２３６０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず（粒度分析上の条件Ｃ１）、そして緩充填密度が約２．１８〜約２．４３、好ましくは少なくとも約２．２２および約２．３６以下である（比重分析上の条件Ｄ１）；
砥粒の少なくとも約９６％が１０００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも約３重量％が１７００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず（粒度分析上の条件Ｃ２）、そして緩充填密度が約２．０４〜約２．２６、好ましくは少なくとも約２．０８および約２．１７以下である（比重分析上の条件Ｄ２）；
砥粒の少なくとも約９２重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも約１８重量％が８５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず（粒度分析上の条件Ｃ３）、そして緩充填密度が約１．９４〜約２．１７、好ましくは少なくとも約１．９８および約２．０５以下である（比重分析上の条件Ｄ３）；
砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも約５００の団塊を含有する、砥粒の５％以下が包有物を含有し、砥粒の少なくとも約９２重量％が４２５μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも約１８重量％が６００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず（粒度分析上の条件Ｃ４）、そして緩充填密度が約１．８５〜約２．０５、好ましくは少なくとも約１．８９および約１．９１以下である（比重分析上の条件Ｄ４）；
砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも約５００の団塊を含有する、砥粒の５％以下が包有物を含有し、砥粒の少なくとも約９６重量％が３００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも約７重量％が５００μｍスクエアメッシュ篩を通過せず（粒度分析上の条件Ｃ５）、そして緩充填密度が約１．８３〜約２．００、好ましくは少なくとも約１．８６および約１．９７以下である（比重分析上の条件Ｄ５）；
砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも約５００の団塊を含有する、砥粒の５％以下が包有物を含有し、砥粒の少なくとも約９６重量％が２５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも約３重量％が４２５μｍスクエアメッシュ篩を通過せず（粒度分析上の条件Ｃ６）、そして緩充填密度が少なくとも約１．８２および少なくとも約１．９５、好ましくは少なくとも約１．８６および約１．９３以下である（比重分析上の条件Ｄ６）；
砥粒の少なくとも５０％が１ｍｍ^２当たり少なくとも約５００の団塊を含有する、砥粒の５％以下が包有物を含有し、砥粒の少なくとも約９６重量％が１５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず、砥粒の多くとも約３重量％が２５０μｍスクエアメッシュ篩を通過せず（粒度分析上の条件Ｃ７）、そして緩充填密度が約１．７９〜約１．９３、好ましくは少なくとも約１．８３および約１．９１以下である（比重分析上の条件Ｄ７）
の少なくとも１つに従った緩充填密度（ＬＰＤ）を有することができる。

【0011】

米国特許第５，１６１，６９６号明細書の教示に反して、本発明者らは、砥粒の寿命を増加させるための長くされた形態を示す砥粒の量を増加させることは十分ではない可能性があることを発見した。本発明者らは、この影響が砥粒の化学組成に依存し得ること、および決められた組成について、混合物の緩充填密度とその粒度分析分布との間の正確な相関が不可欠であり得ることを発見した。

【0012】

ある特定の実施形態においては、融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、約４０重量％〜４５．５重量％、約４２重量％〜約４４重量％さえなどの、約３８重量％〜約４５．５重量％のＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２、および約４３．７重量％〜約６０重量％、約４５．２重量％〜約５８重量％さえなどの、約４３．７重量％〜約６２重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができる。

【0013】

別の特定の実施形態においては、その他の酸化物としては、融解アルミナ−ジルコニア砥粒の約１０重量％未満の添加物を挙げることができる。添加物としては、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、希土類酸化物、またはそれらのあらゆる組み合わせを挙げることができる。希土類酸化物としては、ネオジム、ランタン、セリウム、ジスプロシウム、エルビウム、またはそれらのあらゆる組み合わせの酸化物を挙げることができる。特に、融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、約０．４重量％〜０．６重量％などの、約０．１重量％〜約１．２重量％のＹ_２Ｏ_３を含むことができる。さらに、融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、約３．０重量％未満のＴｉＯ_２、約０．４重量％未満のＳｉＯ_２、および約１．２重量％未満の不純物を含むことができる。さらに、ＴｉＯ_２は、約０．２重量％未満、約０．１５重量％未満さえなどの、約０．５重量％未満の量で存在することができる。一般に、ＴｉＯ_２が存在するとき、ＴｉＯ_２は、少なくとも約０．０１重量％の量で存在することができる。

【0014】

さらに、条件（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）または（７）に相当する砥粒は、砥粒の分野において一般に用いられる、ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ ｏｆ Ｇｒｉｔｔｉｎｇｓの、グリットＦ１０については標準ＦＥＰＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ ４２−ＧＢ １９８４、Ｒ １９９３に従って、およびグリットＰ１６、Ｐ２４、Ｐ３６、Ｐ４０、Ｐ５０またはＰ８０については標準ＦＥＰＡ Ｓｔａｎｄａｒｄ ４３−ＧＢ １９８４、Ｒ １９９３に従って測定される、それぞれ、グリットＦ１０、Ｐ１６、Ｐ２４、Ｐ３６、Ｐ４０、Ｐ５０、またはＰ８０を表すことができる。

【0015】

好ましくは、融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、包有物を含有する約２％未満などの、約５％未満の砥粒を含む。さらに、砥粒の、少なくとも約８０％、９０％さえなどの、少なくとも約５０％は、１ｍｍ^２当たり少なくとも約５００の団塊を含有する。たとえば、融解アルミナ−ジルコニア砥粒のこのような混合物は、仏国特許第２，８７２，１５７号明細書に記載されている。本明細書において使用されるところでは、「ｍＮＺＰ」は、仏国特許第２，８７２，１５７号明細書に記載されているような砥粒を意味する。

【0016】

本発明者らは、上の条件（１）〜（７）がｍＮＺＰ融解アルミナ−ジルコニア砥粒の寿命を増加させ得ることを発見した。この寿命は、現行砥粒の混合物から出発して得られるものより３０％、４０％、５０％さえ高いものであることができる。

【0017】

ある実施形態においては、融解アルミナ−ジルコニア砥粒の少なくとも約５０％、好ましくは少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９９％さえが、１ｍｍ^２当たり５００の団塊より高い団塊の濃度を有することができる。さらに、団塊の濃度は、１ｍｍ^２当たり約６００〜約３５００の団塊であることができる。好ましくは、団塊の濃度は、１ｍｍ^２当たり少なくとも約９００の団塊であることができる。さらに、団塊の濃度は、約２０００以下の団塊／ｍｍ^２、約１５００以下の団塊／ｍｍ^２さえなどの、１ｍｍ^２当たり約２５００以下の団塊であることができる。さらに、融解アルミナ−ジルコニア砥粒の約５％未満、好ましくは約４％未満、約２％未満さえが包有物を有することができる。さらに、ｍＮＺＰ砥粒の約１．５％未満が包有物を含有することができる。融解アルミナ−ジルコニア砥粒の約２０％〜４５％が一次ジルコニアを含むことができる。融解アルミナ−ジルコニア砥粒の０〜約２０％、好ましくは０〜約１０％が一次コランダムを含むことができる。

【0018】

ある実施形態においては、融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、仏国特許第２，８７２，１５７号明細書に記載されているような融解アルミナ−ジルコニア砥粒の１つ以上の特性に適合することができる。

【0019】

別の特定の実施形態においては、５００μｍ〜６００μｍの範囲のサイズを有するｍＮＺＰ砥粒の約２％未満、好ましくは１．５％が包有物を含むことができ、５００μｍ〜６００μｍの範囲のサイズを有するｍＮＺＰ砥粒の約２０％〜４５％が一次ジルコニアを含有することができるおよび／または５００μｍ〜６００μｍの範囲のサイズを有するｍＮＺＰ砥粒の０〜約２０％が一次コランダムを含有することができる。

【0020】

ある実施形態においては、被覆研磨物品は、バインダーで裏地に取り付けられたまたは裏地上に層で堆積され、バインダーによって保持された上記の複数の融解アルミナ−ジルコニア砥粒を含むことができる。被覆研磨物品は、少なくとも約１０５の２．３ＭＲＲ摩耗等級を有することができる。さらに、被覆研磨物品は、約１１０の５．９ＭＲＲ摩耗等級を有することができる。

【0021】

ある特定の実施形態においては、被覆研磨物品は、２４グリット研磨物品であることができる。２４グリット研磨物品は、少なくとも約１６５、少なくとも約１８０さえなどの、少なくとも約１５０の２．３ＭＲＲ摩耗等級を有することができる。さらに、２４グリット研磨物品は、少なくとも約２２５立方インチ、少なくとも約２８０立方インチさえなどの、少なくとも約１７０立方インチの２．３ＭＲＲ摩耗体積を有することができる。あるいは、２４グリット研磨物品は、少なくとも約１６０、少なくとも約１８０さえなどの、少なくとも約１４０の５．９ＭＲＲ摩耗等級を有することができる。さらに２４グリット研磨物品は、少なくとも約２２０立方インチ、少なくとも約２５０立方インチさえなどの、少なくとも約１８０立方インチの５．９ＭＲＲ摩耗体積を有することができる。

【0022】

別の特定の実施形態においては、被覆研磨物品は、３６グリット研磨物品であることができる。３６グリット研磨物品は、少なくとも約１２０、少なくとも約１３０さえなどの、少なくとも約１１０の２．３ＭＲＲ摩耗等級を有することができる。さらに、３６グリット研磨物品は、少なくとも約１７５立方インチ、少なくとも約２００立方インチさえなどの、少なくとも約１５０立方インチの２．３ＭＲＲ摩耗体積を有することができる。あるいは、３６グリット研磨物品は、少なくとも約１３５、少なくとも約１５０さえなどの、少なくとも約１２０の５．９ＭＲＲ摩耗等級を有することができる。さらに３６グリット研磨物品は、少なくとも約１３０立方インチ、少なくとも約１５０立方インチさえなどの、少なくとも約１１０立方インチの５．９ＭＲＲ摩耗体積を有することができる。

【0023】

別の特定の実施形態においては、被覆研磨物品は、４０グリット研磨物品であることができる。４０グリット研磨物品は、少なくとも約１１５、少なくとも約１３５さえなどの、少なくとも約１１０の２．３ＭＲＲ摩耗等級を有することができる。さらに、４０グリット研磨物品は、少なくとも約１４５立方インチ、少なくとも約１５５立方インチさえなどの、少なくとも約１３５立方インチの２．３ＭＲＲ摩耗体積を有することができる。あるいは、４０グリット研磨物品は、少なくとも約１３０など、少なくとも約１２０の５．９ＭＲＲ摩耗等級を有することができる。さらに４０グリット研磨物品は、少なくとも約７０立方インチ、少なくとも約７５立方インチさえなどの、少なくとも約６５立方インチの５．９ＭＲＲ摩耗体積を有することができる。

【0024】

砥粒の混合物の緩充填密度（ＬＰＤ）は、規定の体積中に含有される砥粒の質量を増加させることを狙った圧力の適用なしの、前述の質量である。ＬＰＤは、標準ＡＮＳＩ Ｂ７４．４−１９９２に従って測定される。

【0025】

本発明による混合物の砥粒の酸化物含有率は、最も安定な酸化物の形状で表される、各相当する化学元素についての全含有率を意味する。

【0026】

本明細書において定義されるところでは、「不純物」は、原材料とともに故意ではなく導入された望ましくない成分を意味する。具体的には、不純物としては、酸化物、窒化物、オキシ窒化物、炭化物、オキシ炭化物、炭窒化物、ならびにナトリウムおよびその他のアルカリ金属、鉄、バナジウム、およびクロムの金属化学種を挙げることができる。たとえば、不純物としては、Ｆｅ_２Ｏ_３またはＮａ_２Ｏを挙げることができる。さらに、不純物としては、残存炭素を挙げることができる。しかし、ジルコニアと一緒に導入された、酸化ハフニウムは、典型的には不純物と見なされない。

【0027】

融解によって得られる生成物において、ＨｆＯ_２はＺｒＯ_２と典型的には化学的に分離できない。このような生成物の化学組成において、ＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２はこのように、これらの２つの酸化物の全含有率を示す。しかし、ＨｆＯ_２は、出発装入材料中に自発的に添加されなくてもよい。ＨｆＯ_２はこのように、一般に２％より低い含有率でジルコニアの素材源中に必然的に存在する微量の酸化ハフニウムを示すことができる。したがって、ＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２またはＺｒＯ_２は、ジルコニアの量を示すために同じ意味で用いることができる。

【0028】

本明細書において使用されるところでは、「添加物」は、融解アルミナ−ジルコニア砥粒の製造のために、特にジルコニアを安定化させるために使用される添加物、具体的に酸化イットリウムおよび酸化チタンを意味する。さらに、添加物としては、マグネシウム、カルシウム、および希土類、特にネオジム、ランタン、セリウム、ジスプロシウム、およびエルビウムの酸化物を挙げることができる。添加物としてはまた、前記の化学種の混合物を挙げられる。

【0029】

ある実施形態においては、砥粒は、共晶構造の形成を支援するために約３５重量％〜約４５．５％の範囲の量のＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２を含む。好ましくは、砥粒のジルコニアは、単斜晶形よりもむしろその二次同素形で主として存在する。

【0030】

用語「団塊」は、その主成分が金属もしくは金属合金（一般に、Ａｌ、Ｚｒ、もしくはＺｒＳｉ）であるかまたは炭化物もしくは炭化物の組み合わせ（一般にＺｒＣもしくはＡｌＣ）であり、そしてそのサイズが１０μｍを超えない粒子を意味する。団塊は、実質的に球形の、別々の粒子（互いに分離した）の形態で主として存在する。団塊濃度は、砥粒の横断面積の１ｍｍ^２当たりの団塊の数である。

【0031】

用語「包有物」は、その主成分が炭化物または炭化物の組み合わせ、一般にＺｒＣであり、１０μｍより大きいサイズを有する粒子を意味する。包有物は、互いに接触した粒子の連続または塊からなる、細長い形態で主として存在する。粒子はそれぞれ、主成分として炭化物または炭化物の組み合わせを有する。包有物を含有する砥粒の含有率は、少なくとも１つの包有物を含有する砥粒の数による百分率である。

【0032】

団塊のまたは包有物の「サイズ」は、研磨片の観察面において測定されるその最大寸法で定義される。

【0033】

用語「一次ジルコニア」は通常、その主成分がジルコニアである樹枝状結晶を意味する。一次ジルコニア率は、一次ジルコニアを有する研磨片上の砥粒の百分率である。図７に示されるように、一次ジルコニアは、顕微鏡下に淡灰色に見える。

【0034】

用語「一次コランダム」は通常、その主成分がアルミナである樹枝状結晶を意味する。図６に示されるように、一次コランダムは、顕微鏡下に暗灰色に見える。一次コランダム率は、一次コランダムを有する研磨片上の砥粒の百分率である。

【0035】

用語「樹枝状結晶」は、成長後に得られる、そしてフラクタル幾何学または擬フラクタル幾何学を有する結晶を意味する。

【0036】

用語「主成分」は、最高の含有率を有する成分を意味する。一般におよび制限的であるものではなく、この質量含有率は５０％より高く、８０％よりさらに高い。

【0037】

用語「融解した」は一般に、メルトの冷却による固化によって得られる固体砥粒（または生成物）に関する。「メルト」は、幾らかの、しかし液体マスを構築するのに不十分な量の固体粒子を含有することができる液体マスである。その形を保持するために、メルトは容器中に包含されなければならない。

【0038】

本説明においては、特に述べられる場合を除き、砥粒の組成はすべて、砥粒の全質量に基づいて、質量百分率単位で与えられる。

【0039】

砥粒は、最終選別工程がそれに追加される、融解アルミナ−ジルコニア砥粒のあらゆる従来の製造方法によって製造されてもよい。たとえば、従来法は通常、次の工程を含む：原材料を混合する工程、電気アーク炉中で融解させる工程、融解液の急冷、ミルにかける工程、および、任意選択的に、グリットサイズ分布に従った分類。

【0040】

融解アルミナ／ジルコニア砥粒の特性は、プロセスパラメータにしかしまた強く炉の幾何学およびその環境（煙道ガス収集、原材料など）にそれ自体依存する、融解液の熱挙動に依存する。プロセスパラメータの値はそれ故、これらの工程の終わりに本発明に従った砥粒の混合物を得るために、用いられる炉、使用される原材料などによって決定される。パラメータは、たとえば、下の実施例について用いられる方法の値を取ってもよい。

【0041】

砥粒は、アルミナ−ジルコニア砥粒の従来の製造方法に従って製造することができる。たとえば、
段階Ｄ）の終わりに得られる混合物の砥粒が本発明に従った化学組成に一致する化学組成を有するように選択された原材料を混合し、
混合された原材料を、たとえばアーク炉中で、液体まで融解させ、
固体マスを得るまで、好ましくは融解液が３分未満で固化するように、液体を冷却することによって固め、
特にローラー破砕機を用いて、固体マスを破砕して砥粒の混合物を得、
たとえばサンプリングによって、砥粒の団塊の濃度および包有物を含有する砥粒の百分率を測定し、そして必要ならば、Ｂ）および／またはＣ）のパラメータを修正し、Ａ）〜Ｄ）を繰り返し、
任意選択的に、段階Ｄ）で得られた砥粒を篩にかけ、ならびに
砥粒が段階Ｄ）または段階Ｆ）の終わりに条件（１）〜（７）の少なくとも１つに適合していることを測定する。砥粒が前記の条件に適合しない場合、砥粒は、それが前記の条件と一致するように、たとえば破砕するおよび／または追加して篩にかけるかまたは異なる特性を示す砥粒と混合することによって修正することができる。

【0042】

ある実施形態においては、条件（１）〜（７）の少なくとも１つに適合しない砥粒は、匹敵する特質（組成、微細構造）の、および（前述の粒度分析上の条件を保持するための）同じ粒度分析上の条件に適合するが、平均して、異なるモルフォロジを示す追加の砥粒と組み合わせることができる。たとえば、平均して、より長くされた形態を示す砥粒のこのような混合物の添加は、緩充填密度を低下させることを可能にする。

【0043】

別の実施形態においては、砥粒は、平均モルフォロジを修正するために破砕することができる。たとえば、ローラー破砕機通過は、長くされた砥粒の割合を増加させ、こうして緩充填密度を低下させる。しかし、破砕は砥粒のサイズを低下させ、前述の粒度分析上の条件に従わない砥粒の混合物をもたらし得る。

【0044】

ある実施形態においては、融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、砥粒を基材の表面上に接着させるために使用される樹脂材料と組み合わせることができる。砥粒を樹脂接合材料と組み合わせる方法は、静電気引力によってかまたは単に重力によって（たとえば、基材上にまき散らされて）、または違った処理経路で砥粒を樹脂被覆基材上に配置する工程、砥粒、樹脂およびその他の添加物がその中に一緒に組み合わせられ、そして基材上にコートされるスラリーを形成する工程を含む。

【0045】

樹脂被覆基材上への砥粒の配置、すなわち一般に先ず基材上への「メイクコート」の堆積、そのメイクコート上への凝結体の適用、そして「サイズコート」のその後の堆積は、当該技術分野においてよく理解されている。任意選択的に、スーパーサイズコートがサイズコート一面に堆積されてもよい。さらに、コンプライアントコートがメイクコートと基材との間に配置されてもよい。別の例においては、バックコートがメイクコートの反対側で基材一面に配置されてもよい。コート層は、フェノール樹脂、アクリルラテックス、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、酢酸セルロース、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、セラック、およびそれらの混合物などの、ポリマー樹脂材料を含むことができる。さらに、様々なコートは、ＫＢＦ_４、合成氷晶石、炭酸カルシウム、当該技術分野において公知のその他の好適な充填剤、またはそれらのあらゆる組み合わせを含む、様々な充填剤を含むことができる。

【0046】

基材のスラリーコーティングに関連して、砥粒に加えて、スラリーは一般にまた、水または有機溶媒などの溶媒およびポリマー樹脂材料を含む。好適なポリマー樹脂材料としては、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、酢酸セルロース、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、セラック、およびそれらの混合物が挙げられる。スラリーは、融解アルミナ−ジルコニア砥粒を基材上へ接合するように設計されたバインダー系を形成するためのその他の成分をさらに含んでもよい。スラリー組成物は、たとえば、高剪断ミキサーを用いて十分に混合される。

【0047】

融解アルミナ−ジルコニア砥粒を含有するスラリーは、コーティングを形成するためのブレードスプレッダを用いて基材に適用することができる。あるいは、スラリーコーティングは、スロットダイ、グラビア、またはリバースグラビアコーティング法を用いて適用されてもよい。コーティング厚さは、乾燥後に、厚さ約１〜約５ミルの範囲であってもよい。基材が所望のコート速度でブレードスプレッダ下に供給されるとき、融解アルミナ−ジルコニア砥粒スラリーは、所望の厚さで基材に適用される。コート速度は好ましくは約１０〜約４０フィート毎分である。

【0048】

被覆基材は次に、樹脂を硬化させ、そして凝結体砥粒を基材に接合するために加熱される。一般に、被覆基材は、この硬化プロセス中に約１００℃〜約１５０℃未満の温度に加熱される。本開示のある種の実施形態においては、硬化工程は約１３０℃未満の温度で実施されることが好ましい。

【0049】

樹脂が硬化させられ、そして融解アルミナ−ジルコニア砥粒が基材に接合されたら、被覆基材は、様々な研磨用途に使用することができる。

【0050】

本開示のある代わりの実施形態においては、砥粒は、基材へ直接組み入れられてもよい。たとえば、凝結体がポリエステル樹脂と混合され、凝結体とポリマーとのこの混合物が次に成形されて基材にされてもよい。

【0051】

本開示のさらに代わりの実施形態においては、砥粒は、接着剤でコートされた基材に適用され、次にシールされてもよい。このコーティング技術は、伝統的なサンドペーパーのために典型的に用いられるものと類似しており、上に記載されている。この実施形態においては、砥粒は好ましくは混合されてスラリーにされない。その代わりに、砥粒を含有する研磨粉末が、既に接着剤、すなわちメイクコートが適用された基材上へ好ましくは供給され、サイズコートによるシーリングがこれに続く。任意選択的に、基材は、コンプライアントコートまたはバックコートで前処理されてもよい。

【0052】

本開示の代わりの実施形態においては、融解アルミナ−ジルコニア砥粒は、電気めっき、電気−静電気スプレー塗装およびスプレー粉体塗装法によって基材またはその他の材料に適用することができる。

【実施例】

【0053】

以下の非限定的な実施例は、本発明を例示する目的で与えられる。

【0054】

団塊の濃度、包有物率、一次ジルコニア率、および一次コランダム率は、写真の目視検査によって測定される。写真（図４〜７）は、Ｖｉｓｉｌｏｇ（登録商標）ソフトウェアを備えた画像解析ステーションに連結されたＲｅｉｃｈｅｒｔ（登録商標）顕微鏡を用いて得られる。測定は、透明な有機樹脂中に埋め込まれた砥粒からなる円筒構成単位の、「研磨」と呼ばれる、研磨片、直径２５ｍｍに関して実施される。研磨に組み込まれる砥粒は、下の表１に明示されるなどの、条件（１）〜（７）の関数であるサイズを有する：

【0055】

【表1】

【0056】

顕微鏡下で、団塊は輝灰色として見える（図４を参照されたい）。団塊の濃度を評価するために、顕微鏡は、表１に明示されるような倍率Ｇ１に調整される。団塊の存在を示す、多くとも１０μｍのサイズを有する輝白色点の数がカウントされる。１ｍｍ^２当たりの団塊の数は、観察された区域の表面積で団塊の数を割ることによって得られる。団塊の濃度は、３つの測定値の平均に基づいて決定される。

【0057】

顕微鏡下で、包有物は輝灰色として見える（図５を参照されたい）。包有物率を評価するために、顕微鏡は、表１に明示されるような倍率Ｇ２に調整される。少なくとも１つの目に見える包有物を有する砥粒がカウントされる。計数は、研磨の全直径２５ｍｍ表面にわたって行われる。少なくとも１０μｍのサイズを有する高炭素起源の輝くスポットが少なくとも見られるときに砥粒は包有物を含むと見なされる。包有物率は、少なくとも１つの包有物を有する砥粒の百分率によって与えられる。

【0058】

一次コランダム率を測定するために、顕微鏡は、表１に明示されるような倍率Ｇ３に調整される。少なくとも１００の砥粒がカウントされるまで、少なくとも１つの一次コランダムを含む砥粒の数と一次コランダムを含まない砥粒の数とがカウントされる。少なくとも１つの一次コランダム樹枝状結晶が見られるときに砥粒は一次コランダムを有すると見なされる。一次コランダム率は、一次コランダムを含有する砥粒の百分率である。

【0059】

一次ジルコニアを測定するために、顕微鏡は、表１に明示されるような倍率Ｇ３に調整される。少なくとも１００の砥粒がカウントされるまで、少なくとも１つの一次ジルコニア樹枝状結晶を含む砥粒の数と一次ジルコニアを含まない砥粒の数とがカウントされる。少なくとも１つの一次ジルコニア樹枝状結晶が見られるときに砥粒は一次ジルコニアを有すると見なされる。一次ジルコニア率は、一次ジルコニアを含有する砥粒の百分率である。

【0060】

実施例１
試料１は、米国特許第４，４５７，７６７号明細書に記載されているように製造された融解アルミナ−ジルコニア砥粒をベースとしており、「標準ＮＺＰ」と言われる。

【0061】

試料２は、仏国特許第２，８７２，１５７号明細書に記載されているように製造された融解アルミナ−ジルコニア砥粒をベースとしており、「標準ｍＮＺＰ」と言われる。

【0062】

試料３は、ＮＺＰ砥粒の混合物から出発して得られるが、条件（１）〜（７）の少なくとも１つに適合し、「弱ＮＺＰ」と言われる。

【0063】

試料４は、ｍＮＺＰ砥粒の混合物から出発して得られるが、条件（１）〜（７）の少なくとも１つに適合し、「弱ｍＮＺＰ」と言われる。

【0064】

実施例に示される生成物は、以下の原材料から出発して製造した：
０．３重量％未満の水酸化ナトリウムの含有率のＢａｙｅｒ（登録商標）低カ焼アルミナ
ｍＮＺＰ砥粒のために使用される９８重量％より高いＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２含有率のジルコニア
ＮＺＰ砥粒のために使用される８５重量％より高いＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２含有率のジルコニア
石油コークス
金属アルミニウム小片

【0065】

添加物として使用される、酸化イットリウムは、９８％超の酸化イットリウムを含有する純物質として供給する。

【0066】

図３の表は、試験される砥粒の化学組成および緩充填密度を提供する。

【0067】

生成物は、当業者に周知の従来法に従って製造する：原材料の混合；直径０．８ｍの炉容器、１０５〜１５０Ｖの電圧、２２００〜２５００Ａの電流および装入物の１ｋｇ当たり２．２〜２．８ｋＷｈの供給比電力を用いる、グラファイト電極のＨｅｒｏｕｌｔ型の単相電気アーク炉中での溶融。炉の状態に依存して、最低０．５％（３％以下）の石油コークス、および約０．５〜５．５％のアルミニウム小片を装入組成物へ導入する。融解液を次に、特許米国特許第３，９９３，１１９号明細書に示されているものなどの、薄い金属プレート間にこの液をキャストするための装置を用いて急冷する。

【0068】

比較試料１および２については、固体マスを破砕し、それらの粒度分布（標準ＦＥＰＡ）に従って分類する。

【0069】

試料３および４については、それぞれ、ＮＺＰおよびｍＮＺＰの固体マスを、ジョー破砕機を用いて破砕し、次に４メッシュ（４７６０ミクロン）の篩を用いてフィルターにかける。それぞれ、篩を通過した、ＮＺＰおよびｍＮＺＰの砥粒を、６０ｋｇ／時の流量および２．５バールの真空の圧力で、ワンパスで、ＣＬＥＲＯモデルＢＬＣ ２００×２００ローラー破砕機で破砕する。２つのローラーが接触している。それぞれ、ＮＺＰおよびｍＮＺＰの砥粒を次に、所望の異なるグリットを得るために好適な篩付きのＳＷＥＣＯ、モデル６００ ＬＳ ２４ Ｓ ５４４分離器を用いてフィルターにかける。試料３および４を条件（１）〜（７）の１つに関してコントロールする。

【0070】

実施例２
融解アルミナ−ジルコニア砥粒の寿命を評価するために、融解アルミナ−ジルコニアを研磨ベルト上に固定し、次の標準化された手順に従って試験した。２．３ＭＲＲ摩耗等級および２．３ＭＲＲ摩耗体積は、３０４グレードのステンレススチールの１／４インチ×１インチ×８インチのブロックを、１分当たり７５００表面送りの速度で動作する２インチ幅、１３２インチ長さの被覆研磨ベルトを用いて研削することによって測定する。ロボットは、各ブロック端を１．５秒間２．３立方インチ／分／インチの一定の金属除去速度で（１／４インチ×１インチ端）上に供給する。追加のブロックを、ブロックの１つ上に軽焼が検出されるまで連続して供給する。軽焼は、軽焼標準との比較によって判断する。２．３ＭＲＲ摩耗体積は、軽焼を達成する前に除去される材料の体積を計算することによって測定し、２．３ＭＲＲ摩耗等級は、同じグリットサイズの標準ＮＺＰ砥粒を使用する実質的に同一の被覆研磨物品と比べて軽焼の前に除去される体積の百分率である。同様に、５．９ＭＲＲ摩耗等級および５．９ＭＲＲ摩耗体積は、５．９立方インチ／分／インチの一定の金属除去速度を用いて測定する。５．９ＭＲＲ摩耗体積は、軽焼を達成する前に除去される材料の体積を計算することによって測定し、５．９ＭＲＲ摩耗等級は、同じグリットサイズの標準ＮＺＰ砥粒を使用する実質的に同一の被覆研磨物品と比べて軽焼の前に除去される体積の百分率である。

【0071】

試料５、６、７、および８は、試料１、２、３、および４の適切なサイズにした砥粒をそれぞれ、メイクコートでコートされた裏地に静電気的に適用することによって製造された２４−グリット研磨ベルトである。砥粒の適用後に、物品をサイズコートおよびスーパーサイズコートでコートする。試験結果を表２に示す。

【0072】

【表2】

【0073】

試料９、１０、１１、および１２は、試料１、２、３、および４の適切なサイズにした砥粒をそれぞれ、メイクコートでコートされた裏地に静電気的に適用することによって製造された３６−グリット研磨ベルトである。砥粒の適用後に、物品をサイズコートおよびスーパーサイズコートでコートする。試験結果を表３に示す。

【0074】

【表3】

【0075】

試料１３、１４、１５、および１６は、試料１、２、３、および４の適切なサイズにした砥粒をそれぞれ、メイクコートでコートされた裏地に静電気的に適用することによって製造された４０−グリット研磨ベルトである。砥粒の適用後に、物品をサイズコートおよびスーパーサイズコートでコートする。試験結果を表４に示す。

【0076】

【表4】

【0077】

表４は、教示的な米国特許第５，１６１，６９６号明細書に反して、低下したＬＰＤを有する砥粒（弱砥粒）が標準砥粒と比較して寿命を改善しない可能性があることを示す。具体的には、Ｐ３６粒度分析について、弱ＮＺＰは、標準ＮＺＰと比べて実質的に類似の寿命を有する。

【0078】

表２〜４はまた、研磨剤に関して寿命改善を得るための粒度分析分布の重要性を示す。Ｐ２４粒度分析については、弱ＮＺＰは、標準ＮＺＰと比較して大幅に改善された寿命を有するが、Ｐ３６粒度分析については、寿命は実質的に同様である。

【0079】

ＮＺＰ砥粒およびｍＮＺＰ砥粒の性能の比較は、化学組成および微細構造のかなりの影響を示す。

【0080】

５．９ＭＲＲ試験については、弱砥粒対標準砥粒の比較は、２４−グリット研磨剤に関してはＮＺＰ砥粒について１．４４倍およびｍＮＺＰ砥粒について１．５５倍の改善；３６グリット研磨剤に関してはＮＺＰ砥粒について１．０３倍およびｍＮＺＰ砥粒について１．４１倍の改善；そして４０グリット研磨剤に関してはｍＮＺＰ砥粒について１．８６倍の改善を示す。

【0081】

砥粒の形状の変化の影響はＮＺＰ砥粒については可変であるが、この影響は、ｍＮＺＰ砥粒については一貫して正であり、さらに著しく正である。意外にも、本発明者らはこうして、組成物の特性と形態との間の真の相乗効果を際立たせた。この相乗効果を得るために、しかし、形態の判断基準は粉末の粒度分析に適応しなければならない。

【0082】

同様に、２．６ＭＭＲ試験については、弱砥粒対標準砥粒の比較は、２４−グリット研磨剤に関してはＮＺＰ砥粒について１．８９倍およびｍＮＺＰ砥粒について１．７７倍の改善；３６グリット研磨剤に関してはＮＺＰ砥粒について１．０４倍およびｍＮＺＰ砥粒について１．４１倍の改善；そして４０グリット研磨剤に関してはｍＮＺＰ砥粒について１．７１倍の改善を示す。

【0083】

本発明者らはこのように、所与の化学組成について砥粒の緩充填密度および粒度分析分布の両方に制限を課すと、性能を改善できることを発見した。ある実施形態においては、本融解アルミナ−ジルコニア砥粒は増加した寿命を有することができ、特に、標準融解アルミナ−ジルコニア砥粒より３０％、４０％、５０％さえも高い寿命を有することができる。

【0084】

先行する明細書においては、コンセプトは、具体的な実施形態に関連して記載されてきた。しかし、当業者は、様々な修正および変更が下の特許請求の範囲に述べられるような本発明の範囲から逸脱することなく行われ得ることを十分理解する。したがって、本明細書および図は、限定的意味でよりもむしろ例示的意味で考えられるべきであり、すべてのこのような修正は、本発明の範囲内に含まれることを意図される。

【0085】

利益、その他の利点、および問題の解決策は、具体的な実施形態に関して上に記載されてきた。しかし、利益、利点、問題の解決策、およびあらゆる利益、利点、または解決を発生させるまたはより顕著になるようにさせる可能性があるあらゆる特徴は、特許請求の範囲のいずれかまたはすべての決定的に重要な、必要な、または不可欠な特徴と解釈されるべきではない。

【0086】

本明細書を読んだ後で、当業者は、明確にするために、別個の実施形態の文脈の中で本明細書に記載されるある種の特徴がまた、ただ一つの実施形態において組み合わせで提供されてもよいことを十分理解するであろう。逆に、簡潔にするために、ただ一つの実施形態の文脈の中で記載される様々な特徴はまた、別々にまたはあらゆる副次的組み合わせで提供されてもよい。さらに、範囲で述べられる値への言及は、当該範囲内の各値およびすべての値を含む。

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図1】

【図2】

【図3】